·570· 北京科技大学学报 2003年第6期 表2轧件表面温度测试结果 Table 2 Results of measured temperature on the surface of milled strip 喷嘴开 轧件表面（出口）各测点温度T/℃ 卷号 Vo/(m.s-)V/(m.s")P./MN 放状态 1 2 3 4 5 5.743 6.120 1290 85 86 87 86 86 2 5.040 5.348 1300 82 中 83 83 9 ? 5.858 6.252 1280 69 70 70 69 5.038 5.340 1280 65 66 67 66 65 白 5.988 6.400 1300 62 61 71 71 2 5.053 5.354 1290 61 62 69 62 61 注：表示轧件的入口速度，少表示轧件的出口速度，P表示轧制力，其他对应的实验条件是轧制材料3A21,宽度 B=1010mm,材料的入口厚度H,=0.085mm,出口厚度H,=0.045mm,冷却液初始温度38℃，流回后的温度42℃. 3分析与讨论 的情况下，由能量守恒原理可知，冷却液对流换 热所带走的热量就是传给工作辊的热功率（用N。 3.1传给轧件的热功率 表示，当然W。中也有一部分是冷却液从轧件中吸 为了分析轧件表面温度与轧件吸收热量的 收的，也就是生成热传导给轧件，轧件再与冷却 关系，根据实际情况，需对模型进行两点简化：① 液对流换热，但鉴于本文所涉及的是冷轧以及所 对于I,Ⅱ喷射状态，认为轧件在横向上温度分 讨论问题的复杂性，把冷却液与轧件之间对流换 布是均分的，以平均值代替，由测试数据可以看 热的这一部分热量区分出去几乎是不可能的). 出，这样的假设是合理的：对于Ⅲ喷射状态，认为 这样简化之后，传给工作辊的热功率这部分热量 在不同喷射区温度沿横向分布是均匀的，这将在 可用下式计算，计算结果见表3. 喷射状态交接处引起一定的误差.②认为轧件在 N。=np.'q△Tc. (2) 厚度方向上没有温度梯度，即将轧件视为“薄壁 式中，N为冷却液传递部分热量的功率，W:n为 体”（根据实际情况的计算结果也表明，轧件符合 开放喷嘴的个数：p.为冷却液密度，p。=800kgm3: 薄壁体的条件，可完全把轧件看作是薄壁体®). 9为单个喷嘴中冷却液的流量；△T为流入冷却液 根据假设条件，可知轧件出口温度（即轧件出口 和流出冷却液的温度差，℃；C,为冷却液比热容，c 表面温度)与轧件所吸收热量的功率之间的关系 =2200J/kgK). 是： Ns=BHV,pc(T-T。) (1) 表3实测工况下的的分配系数 式中，Ns为轧件吸收热量的功率，W;B为仅对喷 Table 3 Partition coefficients of working status 嘴开放状态，分为中央喷嘴区和两边喷嘴 喷嘴 N./W 卷号 N/W 区，I,Ⅱ状态时为B:T为出口轧件表面温度，℃， 状态 中央边部 0 1509510775 0.1370.863 取测试值的平均值：T为入口轧件表面温度，℃， 99968 239688575 0.1110.889 取测量时的室温；p为铝箔密度，p=2700kgm:c 1 29508 0.3320.668 为铝比热容，c=893J/kgK). 59136 w 23911 0.2880.712 对于喷嘴开放状态Ⅲ，可分为两个区进行计 1 18772 0.1740.826 88704 算，即中央喷嘴区（宽度B,=0253m),两边喷嘴 2 13927 0.1360.864 区（宽度总合为B,=0.757m).计算过程中，轧件 表面温度，取相应点的平均值.针对表2测试结 3.3生成热在轧件及工作辊间的分配系数 果的计算结果见表3. 生成热在轧件和工作辊间的分配受很多因 32传给工作辊的热功率 素影响，如轧件的热物理特性和接触表面状态、 轧制过程中的生成热在首先传导给轧件和 工作辊的热物理特性和接触表面状态、轧件和工 工作辊后，绝大部分又以间接的对流方式传给冷 作辊的表面温度、轧制力参数、轧制冷却条件等， 却液.如前所述，在认为生成热和冷却液之间无 都对之产生一定影响.综合以上分析计算的结 直接热量传递以及忽略空气对流换热和热辐射 果，可作如下的分析北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 表 轧件表 面 温 度测 试 结 果 邝 】 喷 嘴 开 放状 态 卷 号 汉 一 今 私 · 一 今 尸刀功 轧件表 面 出 口 各 测 点温度 界 ℃ ‘ 注 表 示 轧件 的入 口 速 度 ， 鱿表 示 轧件 的 出 口 速度 ， 表 示 轧 制 力 ， 其他对应 的实验 条件是 轧制 材 料 ， 宽度 ， 材料 的入 口 厚 度 ， 出 口 厚度鱿 二 ， 冷却 液初始温 度 ℃ ， 流 回后 的温 度 ℃ 分 析 与讨 论 传 给 轧 件 的热 功 率 为 了分 析 轧 件 表 面 温 度 与 轧 件 吸 收 热 量 的 关 系 ， 根 据 实 际情 况 ， 需对模 型进行 两 点简化 ① 对 于 ， 喷 射 状 态 ， 认 为 轧 件 在横 向上 温 度 分 布 是 均 分 的 ， 以平 均值 代 替 ， 由测 试 数 据 可 以看 出 ， 这样 的假 设 是 合 理 的 对 于 喷射状 态 ， 认 为 在 不 同喷 射 区温度 沿 横 向分 布 是均 匀 的 ， 这 将在 喷 射 状 态 交 接 处 引起 一 定 的误 差 ② 认 为 轧件 在 厚度 方 向上 没 有 温 度 梯 度 ， 即将 轧 件 视 为 “ 薄 壁 体 ” 根据 实 际情 况 的计 算 结果 也表 明 ， 轧件 符合 薄壁 体 的条件 ， 可 完全把轧件 看 作 是 薄壁 体， 根 据 假 设 条 件 ， 可 知 轧件 出 口 温 度 即 轧 件 出 口 表 面温度 与 轧件 所 吸 收热 量 的功率 之 间 的关系 是 鱿 · 私 · 环 ， · ， 一 式 中 ， 为轧 件 吸 收 热 量 的功 率 ， ，为 仅 对 喷 嘴 开 放 状 态 ， 分 为 中 央 喷 嘴 区 和 两 边 喷 嘴 区 ， ， 状 态 时 为 厂 为 出 口 轧件 表 面 温 度 ， ℃ ， 取 测 试 值 的平 均 值 为 入 口 轧件 表 面 温 度 ， ℃ ， 取 测 量 时 的室 温 为 铝 箔 密 度 ， 。 为铝 比 热 容 ， · 对 于 喷 嘴 开 放 状 态 ， 可 分 为 两 个 区 进 行 计 算 ， 即 中央 喷 嘴 区 宽度 ， ， 两 边 喷 嘴 区 宽度 总 合 为及 计 算 过 程 中 ， 轧 件 表 面 温度 ， 取 相 应 点 的平 均 值 针 对 表 测 试 结 果 的计 算 结 果 见 表 传 给 工 作 辊 的热 功 率 轧 制 过 程 中 的 生 成 热 在 首 先 传 导 给 轧 件 和 工 作 辊 后 ， 绝 大 部 分 又 以间接 的对 流 方 式 传 给冷 却 液 如 前所 述 ， 在 认 为 生 成 热 和 冷 却 液 之 间无 直 接 热 量 传 递 以及 忽 略 空 气 对 流 换 热 和 热 辐 射 的情 况 下 ， 由能量 守恒 原 理 可 知 ， 冷 却 液对 流 换 热 所 带走 的热 量 就 是传 给 工 作辊 的热 功 率 用 表 示 ， 当然 中也有 一 部 分 是 冷 却 液 从 轧件 中吸 收 的 ， 也 就 是 生 成 热 传 导 给 轧 件 ， 轧件 再 与 冷 却 液对 流 换 热 ， 但 鉴 于 本 文 所涉 及 的是冷 轧 以及 所 讨 论 问题 的复 杂性 ， 把冷 却 液 与 轧件 之 间对 流换 热 的这 一 部 分 热 量 区 分 出 去 几 乎 是 不 可 能 的 这 样 简化 之 后 ， 传 给 工 作辊 的热 功率 这 部分 热 量 可 用 下 式计 算 ‘， ” ， 计 算 结 果 见 表 · 。 · · △ · 。 式 中 ， 为冷 却 液 传 递 部 分 热 量 的功率 ， 为 开放 喷 嘴 的个 数 。 为冷 却 液 密 度 ， 。 为 单 个 喷 嘴 中冷 却 液 的流 量 △ 为 流 入 冷 却 液 和 流 出冷 却 液 的温 度 差 ，℃ 。 为冷 却 液 比热 容 ， 表 实测 工 况 下 的 的分 配 系数 川如 。 妇 喷 嘴 状态 卷 号 从 边部 叮 生 成 热 在 轧 件 及 工 作 辊 间的 分 配 系数 生 成 热 在 轧 件 和 工 作 辊 间 的 分 配 受 很 多 因 素 影 响 ， 如 轧件 的热 物 理 特 性 和 接 触 表 面 状 态 、 工 作辊 的热 物理 特 性和 接触 表 面 状 态 、 轧件和 工 作 辊 的表 面温度 、 轧制 力参 数 、 轧 制冷 却条件等 ， 都 对 之 产 生 一 定 影 响 综 合 以上 分 析 计 算 的结 果 ， 可 作如 下 的分 析